Arten von Bearbeitungsvorgängen: Klassifizierungen und Unterschiede

Die spanende Bearbeitung ist ein zentraler Bestandteil der Fertigung. Sie umfasst zahlreiche Techniken zum Schneiden und Formen von Materialien. Sie ermöglicht die Herstellung präziser Teile und Baugruppen. Diese Verfahren lassen sich in zwei Kategorien unterteilen: traditionell und nicht-traditionell. Zu den traditionellen Verfahren gehören Drehen, Bohren und Fräsen. Zu den nicht-traditionellen Verfahren zählen Funkenerosion, Laserschneiden und chemische Bearbeitung.

Die Bedeutung der Zerspanung in der modernen Fertigung kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Sie unterstützt viele Branchen, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zur Konsumgüterindustrie. Sie ist zudem der Schlüssel zur Herstellung präziser Qualitätsprodukte. Im folgenden Artikel erläutert Yonglihao Machinery detailliert die Klassifizierung und Unterschiede der Zerspanungsverfahren. So können Sie das richtige Bearbeitungsverfahren wählen.

Was ist maschinelle Bearbeitung?

Zerspanung ist ein materialreduzierendes Fertigungsverfahren. Dabei werden typischerweise Schneidwerkzeuge, Scheiben, Schleifscheiben usw. verwendet, um überschüssiges Material von einem Werkstück zu entfernen. Darüber hinaus kann das Verfahren auch zum Entfernen unerwünschten Materials eingesetzt werden, um die gewünschte Produktform zu erzeugen. Zu den bearbeiteten Objekten gehören typischerweise Platten, Stangen, Schweißkonstruktionen oder Gussteile.

Beispiele für bearbeitete Produkte sind Autoteile, Bohrer, Platten, Schrauben und Muttern, Flansche sowie weitere Teile und Werkzeuge, die in verschiedenen Branchen verwendet werden. Werfen wir nun einen Blick auf die verschiedenen Bearbeitungsverfahren.

Bearbeitungsarten

Traditionelle und nicht-traditionelle Bearbeitungsverfahren sind die beiden Arten der Bearbeitung. Neben diesen beiden Hauptarten gibt es weitere Unterarten, die dazu beitragen können, das gewünschte Endprodukt zu erreichen. Schauen wir uns diese Bearbeitungsverfahren genauer an.

Traditionelle Bearbeitungsverfahren

Konventionelle Bearbeitung ist ein Fertigungsverfahren, bei dem ein Schneidwerkzeug direkt mit einem Werkstück in Kontakt kommt, um überschüssiges Material zu entfernen. Dieser Bearbeitungsprozess findet statt, wenn das Schneidwerkzeug in engem Kontakt mit dem Werkstück steht. Konventionelle Bearbeitungsverfahren umfassen die folgenden Typen:

Drehen

Beim Drehen bewegt sich das Schneidwerkzeug nicht, sondern das Werkstück rotiert. Bei diesem Drehprozess entfernt das Schneidwerkzeug überschüssiges Material vom Werkstück. Darüber hinaus bewegt sich das Schneidwerkzeug in beiden Achsen, um präzise Schnittbreiten und -tiefen zu erzielen.

Das Drehen hingegen eignet sich ideal für die Bearbeitung der Innen- und Außenseite eines Werkstoffs. Das Drehen der Außenseite eines Werkstücks wird als Plandrehen bezeichnet, das Drehen der Innenseite als Aufbohren.

Mahlen

Beim Fräsen wird mit einem rotierenden Werkzeug Material vom Werkstück abgetragen. Es gibt zwei Hauptarten des Fräsens: Planfräsen und Planfräsen.

Planfräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren zum Glätten oder Nivellieren der Oberfläche eines Werkstücks. Planfräsen hingegen eignet sich am besten zum Schneiden breiter, ebener Flächen.

Darüber hinaus ist diese Art der Bearbeitung ein komplexer Prozess. Daher sind in der Regel verschiedene Spezialwerkzeuge erforderlich, um die Arbeit zu erledigen. Bearbeitungsunternehmen wie Yonglihao Machinery können jedoch 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Fräsdienste, Frästeile mit Toleranzen von bis zu 0,02 Millimetern.

Bohren

Beim Bohren werden mit Bohrern (mehrschneidigen Schneidwerkzeugen) zylindrische Löcher in feste Materialien gebohrt. Der dafür verwendete Bohrer verfügt über zwei spiralförmige Durchgänge. Diese Durchgänge helfen dabei, Späne oder Ablagerungen aus dem Loch zu entfernen, während der Bohrer weiter in das Material bohrt.

Darüber hinaus dienen die von dieser Bohrmaschine gebohrten Löcher in der Regel dem Zusammenbau der Teile. Das Bohren erfolgt vor dem Gewindeschneiden, Reiben oder Ausbohren, um Gewindelöcher zu erzeugen oder sicherzustellen, dass die Löcher die richtige Größe haben. Daher ist das Bohren eines der wichtigsten Bearbeitungsverfahren.

Schleifen

Schleifen ist eines der am besten geeigneten Bearbeitungsverfahren zur Verbesserung der Oberflächengüte von Teilen und zur Verbesserung der Toleranzen. Darüber hinaus sorgt dieser Prozess für einheitliche Form, Verarbeitung und Abmessungen des Teils. Es ist der erste Schritt vor anderen Veredelungsvorgängen wie Schleifen und Superfinishing.

Die beiden Haupttypen von Schleifmaschinen sind Flachschleifmaschinen und Rundschleifmaschinen. Flachschleifmaschinen schleifen kleine Materialmengen von einer flachen Oberfläche ab. Rundschleifmaschinen hingegen entfernen Material von einer zylindrischen Form.

Sägen

Beim Sägen werden längere Materialien (wie Strangpressprofile oder Stangen) mit Schneidwerkzeugen in kürzere Längen geschnitten. Ingenieure verwenden zum Sägen eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen. Beispiele hierfür sind elektrische Bügelsägen, Kreissägen und Trennscheibensägen.

Darüber hinaus hängt die Schnittgeschwindigkeit beim Sägen vom zu schneidenden Material ab. Weichere Materialien wie Aluminiumlegierungen erfordern beispielsweise eine Schnittgeschwindigkeit von 1000 Fuß pro Minute oder mehr. Andererseits erfordern einige heiße Metalle langsamere Schnittgeschwindigkeiten von 30 Fuß pro Minute.

Räumen

Räumen ist das Herstellen von quadratischen Löchern, Keilnuten, Passfedern und anderen Formen mit einem Räumwerkzeug. Ein Räumwerkzeug ist ein Werkzeug mit vielen Zähnen, die wie eine Feile in einer Reihe angeordnet sind. Wichtig zu beachten ist, dass die Zähne eines Räumwerkzeugs ungleichmäßig sind, während die Zähne einer Feile alle gleich groß sind.

Darüber hinaus erzeugt eine Räumnadel mehrere Schnitte mit zunehmender Schnitttiefe, wenn sie über eine Oberfläche oder durch ein Führungsloch zieht oder schiebt. Die Schnittgeschwindigkeit einer Räumnadel hängt von der Festigkeit des Materials ab. Beispielsweise sind bei weicheren Metallen Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 50 Fuß pro Minute möglich, während sie bei festeren Metallen auf 5 Fuß pro Minute sinken.

Nicht-traditionelle Bearbeitungsverfahren

Bei diesem Präzisionsbearbeitungsverfahren wird Material vom Werkstück entfernt, ohne es zu berühren. Anders ausgedrückt: Die Werkzeuge bei nicht-traditionellen Bearbeitungsverfahren müssen nicht in direktem Kontakt mit dem Schneidmaterial stehen. Im Folgenden sind einige gängige nicht-traditionelle Bearbeitungsverfahren aufgeführt:

Funkenerosion (EDM)

Also, Was ist Drahterodieren? Das Verfahren der Funkenerosion (EDM) wird auch als Funkenbearbeitung, Prägegravur, Drahtschneiden oder Drahtablation bezeichnet. Bei diesem Verfahren wird Material durch Erodieren abgetragen. Darüber hinaus benötigt diese Bearbeitungsmethode keine Werkzeuge, die das zu bearbeitende Objekt berühren. Daher eignet sie sich ideal für die Bearbeitung zerbrechlicher und leicht beschädigbarer Materialien.

Darüber hinaus eignet sich EDM gut zum Schneiden von Spezialmaterialien, die extrem hart sind und sehr enge Toleranzen aufweisen. EDM entfernt zwar langsam Material, benötigt aber in der Regel keine oder nur eine geringe Nachbearbeitung.

Chemische Verarbeitung

Bei der chemischen Bearbeitung wird ein Gegenstand in ein Bad mit einer Ätzlösung gelegt. Die dabei verwendete Ätzlösung ist üblicherweise eine Mischung starker Säuren, die mit dem Metall reagieren. Beim Eintauchen des Metalls in die Ätzlösung löst es sich gleichmäßig auf. Für einen reibungslosen Ablauf des chemischen Prozesses werden außerdem Tanks, Heizspulen, Rührwerke und Werkstücke benötigt.

Darüber hinaus eignet sich dieses Verfahren ideal für die Bearbeitung harter, spröder und anderer schwieriger Werkstoffe. Es zeichnet sich durch geringe Werkzeugkosten aus und erzeugt glatte, gratfreie Teile. Darüber hinaus spart die Bearbeitung mit diesem Verfahren Zeit durch die hohe Materialabtragsrate.

Elektrochemische Bearbeitung (ECM)

Elektrochemisches Bearbeiten (ECM) wird auch als Umkehrgalvanisieren bezeichnet. Im Gegensatz zum normalen Galvanisieren wird bei diesem Verfahren Material vom Werkstück abgetragen, anstatt es hinzuzufügen. Darüber hinaus ähnelt es dem EDM, da ein starker elektrischer Strom zwischen einer Elektrode und einer leitfähigen Flüssigkeit fließt. Der Unterschied besteht darin, dass es keine Funken erzeugt und keine Werkzeuge verschleißt. Zudem entstehen weder Wärmediffusion noch mechanische Spannungen. ECM hingegen erzeugt eine glatte Spiegeloberfläche und entfernt schnell große Mengen Material.

Andererseits sind die anfänglichen Einrichtungskosten bei ECM hoch. Dieses Verfahren eignet sich jedoch am besten für die Massenproduktion. Darüber hinaus ist es ein vielseitiges Bearbeitungsverfahren. Es eignet sich ideal zum Schneiden sehr harter Metalle und Legierungen und eignet sich auch für die Bearbeitung von Sonderformen, Kleinteilen und tiefen Löchern.

Abrasive Strahlbearbeitung

Bei diesem unkonventionellen Bearbeitungsverfahren werden winzige Schleifmittel mit hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück auftreffen. Wenn diese groben Partikel, angetrieben von Gas oder Luft, häufig auf das Werkstück treffen, lösen sie kleine Materialstücke. Der Strahler entfernt dann die losen Partikel vom Werkstück und legt eine neue Oberfläche frei, auf die die Schleifpartikel auftreffen können.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Bearbeitungsverfahrens gegenüber anderen Verfahren ist seine Flexibilität. Der verwendete Schlauch kann das Schleifmittel an jede zu bearbeitende Stelle des Werkstücks transportieren. Dies schließt auch Bereiche ein, die mit anderen Trennverfahren typischerweise nur schwer erreichbar sind.

Darüber hinaus erzeugt das Abrasivstrahlverfahren nur sehr wenig Wärme. Dies trägt dazu bei, ein Verziehen von Produkten und Teilen während des Herstellungsprozesses zu verhindern. Darüber hinaus eignet es sich hervorragend zum Entfernen von Nähten an Spritzgussteilen und zum Anbringen dauerhafter Gravuren in Materialien. Darüber hinaus eignet es sich sehr effektiv zum Schneiden von Metallfolien, zur Bearbeitung von Hartmetallen und zum Glätten von Kunststoffgraten.

Ultraschallverarbeitung

Bei der Ultraschallbearbeitung werden Schwingungen mit niedriger Amplitude und hoher Frequenz verwendet, um Materialien von Oberflächen zu trennen. Der Prozess erfolgt mit feinen Schleifpartikeln, die mit Wasser zu einer Aufschlämmung vermischt werden. Die Partikelgröße variiert, üblicherweise zwischen 100 und 1000.

Darüber hinaus erzeugt die Ultraschallbearbeitung durch kleinere Körnungen und weniger Hitze eine glatte Oberfläche. Dieses Verfahren eignet sich am besten für harte oder spröde Materialien. Darüber hinaus lassen sich durch die Vibrationsbewegung problemlos Lochmuster ausschneiden.

Laserstrahlbearbeitung (LBM)

Laserstrahlbearbeitung (LBM) ist ein Verfahren zum Abtragen von Material von einem Werkstück mithilfe von Laser- und Wärmeenergie. LBM eignet sich hervorragend für Bohr- und Schneidarbeiten. Es können sehr kleine Löcher gefräst oder komplexe Formen in harte Materialien geschnitten werden.

Darüber hinaus eignet sich die LBM effektiv zum partiellen Schneiden oder Gravieren, zum Trimmen von Stahl, zum Einstellen von Widerständen und zum Stanzen. Darüber hinaus ist die LBM schnell und kann flache Winkel schneiden. Sie erleichtert die Automatisierung komplexer Schnittmuster. Da die LBM ein berührungsloses Verfahren ist, kommt es während des Prozesses weder zu Werkzeugverschleiß noch zu Werkzeugbruch.

Detaillierte Klassifizierung der Bearbeitungsvorgänge

Drehen: Arten, Materialien und Anwendungen

Drehen ist eine der gängigsten Bearbeitungsmethoden. Dabei wird Material durch Drehen des Werkstücks und den Einsatz von Schneidwerkzeugen zur Form- und Größenbestimmung abgetragen. Drehoperationen lassen sich in Längsdrehen, Querdrehen, Einstechen und Gewindedrehen unterteilen. Diese Bearbeitungsmethode eignet sich für viele Materialien wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Keramik und Magnesiumlegierungen. Drehen wird häufig zur Herstellung von Wellenteilen, Gewinden und konischen Teilen eingesetzt. Benötigen Sie eine zuverlässiger CNC-Drehservice, dann ist das CNC-Drehen von Yonglihao Machinery die beste Wahl.

Bohren: Bedeutung, Arten und Vergleich von Bohren und Gewindeschneiden

Bohren ist ein spanendes Verfahren zum Erzeugen runder Löcher in einem Werkstück. Dies geschieht durch das Schneiden des Materials mit einem rotierenden Bohrer. Zu den Bohrverfahren gehören Längslochbohren, Tieflochbohren und Reiben. Bohren und Gewindebohren unterscheiden sich. Beim Bohren werden Löcher erzeugt. Beim Gewindebohren werden Gewinde in Löcher eingebracht. Bohren ist ein vorbereitender Schritt in vielen Fertigungsprozessen und entscheidend für die Teilemontage.

Fräsen: Funktionsweise, Werkzeuge und Vergleich mit anderen Verfahren

Beim Fräsen wird Material mit einem rotierenden Fräser abgetragen. Es eignet sich für die Bearbeitung vieler Oberflächen und Formen. Zu den Fräsverfahren gehören Flachfräsen, Vertikalfräsen, Kurvenfräsen und Nutfräsen. Fräsen bietet gegenüber anderen Bearbeitungsverfahren einzigartige Vorteile. Es eignet sich für die Bearbeitung komplexer Formen und erreicht hohe Genauigkeit. Sie können aus einer großen Auswahl an Fräswerkzeugen wählen. Dazu gehören Schaftfräser, Kugelkopffräser und Planfräser. Wählen Sie diese entsprechend den Anforderungen der Bearbeitungsaufgabe aus.

Hobeln, Räumen und Sägen: Technologien und Anwendungen

Hobeln ist ein spanendes Verfahren zum Schneiden großer, ebener Flächen. Es eignet sich für Oberflächen, die zusätzlich abgeschliffen werden müssen. Räumen ist wie Hobeln eine Methode zum Herstellen komplexer Löcher und Profile. Allerdings wird dabei ein Räumwerkzeug mit einem mehrzahnigen Schneidwerkzeug gezogen. Sägen ist anders. Es dient zum Herstellen kurzer Abschnitte aus Stangen und Profilen. Dabei werden Sägewerkzeuge verwendet, um das Material auf die gewünschte Länge zu kürzen. Diese Verfahren eignen sich für bestimmte Arbeiten. Dazu gehören das Herstellen von Passfedernuten, Vierkantlöchern, großen, ebenen Flächen und das Schneiden von Materialien.

Vor- und Nachteile von spanabhebenden Bearbeitungsvorgängen

Die spanende Bearbeitung ist ein zentraler Bestandteil der Fertigung. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile. Bei der Wahl des richtigen Bearbeitungsverfahrens müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören Materialeigenschaften, Genauigkeit, Produktivität und Kosten.

Entscheidungsfaktoren für die Auswahl eines Bearbeitungsverfahrens

Bei der Auswahl eines Bearbeitungsverfahrens müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Materialeigenschaften: Wählen Sie das richtige Bearbeitungsverfahren. Beachten Sie dabei die Härte, Zähigkeit und Wärmebehandlungseigenschaften des Materials.
• Anforderungen an Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächengüte: Für die Herstellung hochpräziser und hochwertiger Teile sind möglicherweise spezielle Bearbeitungsmethoden erforderlich.
• Bearbeitungseffizienz und -kosten: Wählen Sie die kostengünstigste Bearbeitungsmethode. Wählen Sie basierend auf der Produktionscharge und dem Kostenbudget.
• Teileform und -größe: Für komplexe Formen oder große Teile sind möglicherweise spezielle Bearbeitungsgeräte oder -techniken erforderlich.

Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren wird die beste Bearbeitungsmethode für die spezifischen Anforderungen ausgewählt. Sie kann ausgewählt werden, um Qualität und Effizienz zu gewährleisten.

Zusammenfassungen

In diesem Artikel haben wir viele Aspekte der Zerspanung detailliert untersucht. Dazu gehört eine Aufschlüsselung der Bearbeitungsverfahren wie Drehen, Bohren, Fräsen, Hobeln, Räumen und Sägen. Wir haben außerdem die Vor- und Nachteile dieser Bearbeitungsverfahren erörtert. Wir haben darüber gesprochen, wie Sie das richtige Bearbeitungsverfahren für Ihre Produktionsanforderungen auswählen.

Wenn Sie brauchen Schnelle Fertigung Dienste, wählen Sie Yonglihao Machinery. Wir haben die Know-how und Technologie um Ihnen maßgeschneiderte Bearbeitungslösungen zu bieten.

Häufig gestellte Fragen

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC steht für Computer Numerical Control und bezeichnet den Einsatz von Computern zur Automatisierung von Werkzeugmaschinen. Das bedeutet, dass der Prozess Computerprogramme zur Steuerung von Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Schleifmaschinen nutzt. Diese Technologie verbessert die Genauigkeit, Effizienz und Konsistenz der Teile- und Produktproduktion.

Was bestimmt die Wahl zwischen konventionellen und nicht-konventionellen Bearbeitungsverfahren?

Die Wahl zwischen konventionellen und nicht-konventionellen Bearbeitungsverfahren wird von mehreren Faktoren beeinflusst:

• Materialverträglichkeit: Konventionelle Bearbeitung kann bei harten, spröden oder hitzeempfindlichen Materialien Probleme bereiten. Nicht-konventionelle Methoden eignen sich für diese Materialien hervorragend.
• Komplexe Geometrien: Mit unkonventionellen Techniken lassen sich komplizierte Muster und komplexe Formen leichter handhaben.
• Oberflächenbeschaffenheit und Toleranzen: Mit unkonventionellen Methoden können feinere Oberflächen und engere Toleranzen erzielt werden, ideal für kritische Anwendungen.
• Wärmeeinflusszone (WEZ): Unkonventionelle Verfahren wie Laserschneiden minimieren die Wärmeeinflusszone (HAZ), was bei wärmeempfindlichen Materialien von Vorteil ist.
• Geschwindigkeit und Effizienz: Konventionelle Methoden sind schneller. Nicht-konventionelle Methoden bieten jedoch Präzision und Vielseitigkeit. Sie sind für spezifische Anwendungen gedacht.

Welchen Einfluss hat die Materialart auf die Auswahl des Bearbeitungsvorgangs?

Die Materialart beeinflusst maßgeblich die Wahl der Bearbeitungsart. Dies liegt an Faktoren wie Härte, Sprödigkeit und Wärmeempfindlichkeit. Diese Eigenschaften können die konventionelle Bearbeitung einschränken. Daher eignen sich unkonventionelle Techniken wie Funkenerosion, Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden besser für schwer zu bearbeitende Materialien.

Können nicht-konventionelle Bearbeitungsverfahren komplexe Formen besser bewältigen als konventionelle Methoden?

Ja, ungewöhnliche Bearbeitungsverfahren eignen sich im Allgemeinen besser für die Bearbeitung komplexer Formen. Sie eignen sich besser für die Bearbeitung komplizierter Geometrien als herkömmliche Methoden. Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden ermöglichen die Herstellung detaillierter Muster mit hoher Präzision. Dies geschieht, ohne das Werkstück direkt zu berühren. Sie eignen sich hervorragend für die Gestaltung komplexer Formen.